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1
Warum werden für die Ziegler-Natta-Polymerisation frühe Übergangsmetallocene
eingesetzt und nicht späte: Pd ...?
2
Bor
IPC2BH, 9-BBN
3
Bor-Bindungen
B-H B-C B-N B-OB-F
Enthalpie (kJ/mol) 340 448 389 809 707
Elektronegativität 2.04 Pauling
C radius 0.77
4
Boransynthesen
BH3BH
BH3*Me2S
B3
MgBrBF3*Et2O
Ph3B
9-BBN9-Borabicyclo(4.4.1)nonan
Stereospezifischesyn-Hydrierung
5
Synthese mit BH3
R BH3
NaOH
H2O2 R3xOH
R BH3
NaOH
H2O2 R3xCOH
CO
3
6
Synthese mit BH3
C=OB
O
BO
OH
BO
OH
BOH
OH
BO
ONaOH
BHO
R
O
R
R
NaOHH2O2
H
RB
3
H2O2
R
R
R
B(OH)3
HO
7
Synthese mit BH3
B
BH3 NEt3
140°C
COGlycol150°C H2O2
OH-
OH
70%
8
9-BBN
R9-BBN R
9-BBN
H2O2NaOH
ROH
Hydroborierung mit 9-BBN• chemoselektiv• regiospezifisch• stereoselektiv
9
9-BBN
AcO
9-BBN
AcO
9-BBN
Nur Unterseitenangriff möglichProdukt bleibt unverändert starr
Sterische Hinderung der Oberseite => nur Unterseitenangriff möglich
+1 Rotationsfreiheitsgrad => G = „½ kT“
10
9-BBN
AcO
9-BBN
AcO
9-BBN
Cl CN
AcO
CN
RO
RO
11
9-BBN Triflate -> Borenolate
B
O
O
O
SCF3
9-BBN-OTf
O
iPr2NEt-78°C
15 min
OBu2B
N
-78°C16h
O9-BBN
Bu2BOTf
O
O OH
Et2O-78° -> 0°C
KinetischesEnolat
Thermodynamisches Enolat Syn-Aldol
12
Asymmetrische Aldolreaktion
NO
OO
BO
Bu
BuSF3C
OO
NO
O OB
Bu Bu
CH3
R O
NO
O O
R
O
H
OH
RNaOMe
MeOH
NHO
OO OH
RMeO
RR
R = H : Evans AuxiliarR = Ph: Seebach, kristallin
Z-Enolat
Anti Aldol
13
Gemischte Borane
BH3BH2
R HB
R
Sterische gehindertes Dialkylboran ist instabil
HB
Thexylboran
14
Chirale Borane: IPC2BH
BH3BH2 BH
2
Isopinocampheylboranee 85-99%
-Pinen: 85-99% eeBeste Quelle: Finland
3 Tage 0°C Et2O=> IPC2BH 99% ee
15
Chirale Borane: IPC2BH
BH3BH2 BH
2
B
2
C2-symmetrische enantiotope Umgebung
16
IPC2BH
BH
2
NaOH
H2O2
OH
17
Reduktion mit chiralen Boranen
B
IPC-9BBND
O
D
OH
H
2. H2O
65°C
82% 88%ee
HB BH2
18
Reduktion mit chiralen Boranen
(Ipc)2B-ClOOH
H
2. H2O
25°C
82% 88%ee
B B
Cl
Cl
Ipc
Cl
H
+
Cl
FF
chemoselektiv
19
Catecholborane
OH
OH
B(OMe)3
O
B
O
X
BCl3
RB(OH)2H
O
B
O
H
Ph
BO
O
20
Allylborane
O
B
OR O
N
OH
OHHOR
OH
O B
O
OR O B
O
O
RO
BO
OR
OH
R
H
OH
R
HOHR
H
R
OH
R
OH
R
OH
3 ÜZ
21
Suzuki-KupplungO
Br
N NH
DMSO140°C
8h95%
O
N
N
BOH
OHPd(0)
OH-
O
BOH
OHOH
Pd
SNAr
TransmetallierungSE front oder SET
22
Leadbeater: Pd-freie Suzuki-Kupplung
O
Br
BOH
OH
TBAB (Bu4NBr) Na2CO3 H2O
Mikrowelle 100 W5 min 150°C
oder Oelbad 150°C 2 h
O
1.3 eq
100%
Leadbeater Angew. Chemie 2003, 115, 1445
BOH
OHX
O
Br
X = OH/Br Mikrowelleneffekte:1. Überhitzung von H2O bis 120°C
in neuen Glassgeräten2. Superkritisches Wasser unter
Druck sealed tube
23
Leadbeater: Pd-freie Suzuki-Kupplung
Br
R
BOH
OH
R
TBAB (Bu4NBr) Na2CO3 H2O
MW100 W 5 min 150°C
1.3 eq
Leadbeater Angew. Chemie 2003, 115, 1445
OMe
O
OH
O
N
OMe NH2
71% 99% 76%
79% 3% 82%
24
Propargylborane
1. BuLi2. ClB(Ipc)2
B(Ipc)2
O
OH
80% 96% ee
B(Ipc)2
O
OB O B
OHH
25
Silizium
Allylsilane Sakurai Reaktion s. Ti
Silylenolate Mukaiyama Aldol s. Ti
Vinylsilane Nazarov Cyclisierung s. Sn
(Me3Si)3SiH Chatgalialoglou s. Sn
26
Si-Bindungen
Si-H Si-C Si-N Si-OSi-F
Enthalpie (kJ/mol) <300 451 470 800 553
Elektronegativität 1.90
Pauling
C radius 0.77
27
Trialkylsilyl-O-Schutzgruppen
SiMeMe
MeO R
TMS-OR
SiPhtBu
PhO R
TBDPSi-OR
SES-OR
SiSO2 OR
SiO OR
SEM-OR
SiO R
TIPS-OR
SiO R
TBDMS-OR
SiO R
TES-OR
SiO R
TBDMS-OR
Ph
Ph
1% HCl95% EtOH22.5° 1/2
1 min
18 min
4 h5% NaOH95% EtOH
90° 1/2
1 h
14 h
4 h
TBAF * H2OTHF rt
HF
28
Maskierte Phenole
R
Li
R
Si
R3SiClH2O2NaOH
R
OH
R
Si OO H
R
Si
O
O H
R
O
R
OO H
R
O
O H
R
O O
Phenolsynthese
29
Spurlose Linker traceless linker
MgX
R
SiR R
Polystyrol
H2O2NaOH
R
OH
Si
Polystyrol
ClRR R-X R'-X
R'
H+
RR' R'
Protodesilylierung
30
Allylsilan -> cis-Enamid
Proteasom InhibitorenTMC-95A and TMC-95B S. Danishefsky Angew. Chem. Vol.114, 3 Pages: 530-533
R NH
O SiEt3
110°CToluol R N
O SiEt3
H
R N
O
SiEt3
R NH
OH2O
31
Aluminium
Me3Al Ziegler-Natta s. Ti
32
Al-Bindungen
Al-H Al-C Al-N Al-OAl-F
Enthalpie (kJ/mol) 284 „250“ 297 511 663
Elektronegativität 1.61
Pauling
C radius 0.77
33
Me3Al Lewis-Säure
OH
O
+ Me3Al
Hexan-78°C
OH
80%
OH
DCM
48% 34%
ClCl OH
88%
OH
65%
+
neatIsopregol
Citronellal
34
Trimethylaluminium
Al Al
verbrückt terminal
Fluktuierende Strukturunter -47°C unterscheidbar
35
MAD
OH
Me3Al
DCMO O
Al
- 2 CH4
1. Sterischer Anspruch verhindertBildung des Trisalkoxids
2. Monomere Lewis-Säure in Lösung
Methylaluminium-(bis-2,6-di.....
BHT2,6-Bis-tert-butyl-4-methylphenol
PolymerstabilisatorKonservierungsmittel
36
Stereoselektive Allylierung
O OH
LM
OH
+
M
Allylierung axial equatorialM = InX2 10% 90% Lewis-S./LadungM = ZnBr 15% 85% Lewis-S./LadungM = MgBr 55% 45% Lewis-S./LadungM = Li 65% 35% Orbitalkontr.M = Na 65% 35% Orbitalkontr.
37
MAD in action
OH
H H
H
HO H
H H
H
MeLi
MAD-78°CToluol 96%
38
Diisobutylaluminiumhydrid: DIBAL
R O
ODIBAL
THF-40°C
R
O
R N
O
OMeDIBAL
THF-40°C
R
O
AlH33x Al
AlH
R O
OH
Al(iBu)2H2O
R O
OHH
R N
O
OH
Al(iBu)2H2O
R N
OH
OMeH
DIBAL DIBAH
39
DIBAH
R SiMe3
DIBAH
Et2O Al(iBu)2
R
SiMe3
I2
IR
SiMe3
IR
I
+
1. MeLi2. R-X
RR
SiMe3
in Et2O syn-Addition
40
DIBAH
R SiMe3
DIBAH
Hexan SiMe3
R
Al(iBu)2
in Hexan anti-AdditionThermodynamisches Produkt
Al(iBu)2
R
SiMe3
Al(iBu)2
R
SiMe3 Al(iBu)2
R
SiMe3
Ether bremst die Lewis Azidität der Al-Alkyle
41
Cd/Hg
1. Historisch sehr wichtig
2. Experimentell einfach
3. Ökologisch eine Sauerei
42
Itai Itai
• Itai-Itai-Krankheit, erstmals 1955 in Japan beobachtete Erkrankung, die auf einer Cadmium-Vergiftung durch Industrieabwässer beruht und zu Knochenerweichung, Nieren- und Leberschäden führte
43
Minimata• CH3Hg+ ist gefährlicher als metallisches Quecksilber und
die anorganischen Quecksilbersalze. Dies liegt an der hohen Fettlöslichkeit, so daß bis zu 95% der in den Körper eingebrachten Menge aufgenommen und über das Blut vor allem ins Gehirn transportiert wird. Schwerste Schädigungen des CNS, zum Teil irreversible Seh- und Hörstörungen sind die Folgen.
• 1952 Katastrophe von Minamata in Japan: bei der 52 Menschen ums Leben kamen. Indirekte Fischvergiftung durch CH3HgSCH3 in Fischen. Diese Verbindung stammte aus einer chemischen Fabrik, wo die Hg(II)-Salze als Katalysatoren bei der Herstellung von Acetaldehyd aus Acetylen verwendet wurden. Die anfallenden Abwässer wurden in die flache See abgelassen.
44
Liganden im Vergleich
P
R
Phosphine ligands
excellent soft-donor ligandswith a wide variety of easily adjusted
steric and electronic factors
neutral 2e donor
R = carbon groups
R = OR groups
{ phosphine (US)
phosphane (Germany/Europe)
phosphite
RR
M
empty d orbitals on phosphinecan act as -acceptor orbitals } not very important unless R-groups are electron-withdrawing
45
PR3: Öffnungswinkel/BasizitätPPh3 PTol3 PCy3
PP P
Basisches Phosphin
46
Tolman Frequenz
Ligand (cm-1)
P(t-Bu)3 2056.1
PCy3 2056.4
P(i-Pr)3 2059.2
PBu3 2060.3
PEt3 2061.7
P(o-Tol)3 2066.6
PPh3 2068.9
PF3 2110.8
Ni PR3
O
O
O
Niedrige CO Frequenz=> Guter Donor
hohe CO Frequenz=> schlechter Donor
47
31P NMR Spektroskopie
• 31P hat einen Kernspin von ½ und 100% Häufigkeit! Funktional equivalent zum 1H Nuvleus
48
31P NMR Spektroskopie
LigandChemische Verschiebung (ppm)• PCl3 220• PCy(OBu)2 184• P(OMe)3 140• P(OPh)3 126• PF3 97• O=PMe3 36• PPh3 -6
49
Tolman cone angle
• PH3 87°
• PF3 104°
• PMe3 118°
• PPh3 145°
• P(i-Pr)3 160°
• PCy3 170°
• P(O-t-Bu)3 175°
• P(t-Bu)3 182°
• P(o-Tol)3 194°
M cone angle
50
Polydentate Phosphine